1、2.13密閉容器，測(cè)壓管液面高于容器內(nèi)液面=1.8m，液體的密度為850kg/m3，求液面壓強(qiáng)。解：相對(duì)壓強(qiáng)為：kPa。絕對(duì)壓強(qiáng)為：kPa。答：液面相對(duì)壓強(qiáng)為kPa，絕對(duì)壓強(qiáng)為kPa。2.14密閉容器，壓力表的示值為4900N/m2，壓力表中心比A點(diǎn)高0.4m，A點(diǎn)在水下1.5m，求水面壓強(qiáng)。解：（kPa）相對(duì)壓強(qiáng)為：kPa。絕對(duì)壓強(qiáng)為：kPa。答：水面相對(duì)壓強(qiáng)為kPa，絕對(duì)壓強(qiáng)為kPa。3.7已知速度場(chǎng)=2+2+2，=-+，=+-。試求點(diǎn)（2，2，1）在=3時(shí)的加速度。解：（m/s2）（m/s2）（m/s2）（m/s2）答：點(diǎn)（2，2，1）在=3時(shí)的加速度m/s2。3.8已知速度場(chǎng)=，=，=

2、。試求：（1）點(diǎn)（1，2，3）的加速度；（2）是幾維流動(dòng)；（3）是恒定流還是非恒定流；（4）是均勻流還是非均勻流。解：（1）（m/s2）（m/s2）（m/s2）（m/s2）（2）二維運(yùn)動(dòng)，空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)僅與、坐標(biāo)有關(guān)；（3）為恒定流動(dòng)，運(yùn)動(dòng)要素與無關(guān)；（4）非均勻流動(dòng)。4.18閘下出流，平板閘門寬=2m，閘前水深=4m，閘后水深=0.5m，出流量=8，不計(jì)摩擦阻力，試求水流對(duì)閘門的作用力，并與按靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律計(jì)算的結(jié)果相比較。解：（1）由連續(xù)方程（m/s）（m/s）（2）由動(dòng)量方程，取控制體如圖。（kN）（kN）答：水流對(duì)閘門的作用力kN，按靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律計(jì)算的結(jié)果kN。4.19矩形斷面的平

3、底渠道，其寬度為2.7m，渠底在某斷面處抬高0.5m，該斷面上游的水深為2m，下游水面降低0.15m，如忽略邊壁和渠底阻力，試求：（1）渠道的流量；（2）水流對(duì)底坎的沖力。解：（1）以上游渠底為基準(zhǔn)面，列上、下游過水?dāng)嗝娴哪芰Ψ匠蹋浩渲校?，m，m，m，m（m3/s）（m/s）（m/s）（2）取控制體如圖，列動(dòng)量方程.（kN）答：（1）渠道的流量m3/s；（2）水流對(duì)底坎的沖力kN。5.10 假設(shè)自由落體的下落距離s與落體的質(zhì)量m、重力加速度g及下落時(shí)間t有關(guān)，試用瑞利法導(dǎo)出自由落體下落距離的關(guān)系式。解： ；有量綱關(guān)系：可得：；答：自由落體下落距離的關(guān)系式為。5.14薄壁堰溢流，假設(shè)單寬流量與堰

4、上水頭、水的密度及重力加速度有關(guān)，試用瑞利法求流量的關(guān)系式。解： 量綱：；故有 答：流量的關(guān)系式為。一、雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾揭示了重要的流體流動(dòng)機(jī)理,即根據(jù)流速的大小,流體有兩中不同的形態(tài).當(dāng)流體流速較小時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)只沿流動(dòng)方向作一維的運(yùn)動(dòng),與其周圍的流體間無宏觀的混合即分層流動(dòng)這種流動(dòng)形態(tài)稱層流或滯流.流體流速增大大某個(gè)值后,流體質(zhì)點(diǎn)除流動(dòng)方向上的流動(dòng)外,還向其它方向作隨機(jī)的運(yùn)動(dòng),即存在流體質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則的脈動(dòng),這種流體形態(tài)稱湍流.雷諾將一些影響流體流動(dòng)形態(tài)的因素用 Re表示. Vc=Rec*/d Rec=Vcd/=Vcd/v二、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（內(nèi)容意義）什么是尼古拉茲實(shí)驗(yàn): 尼古拉茲通過人工粗糙管流實(shí)

5、驗(yàn)，確定出沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)、相對(duì)粗糙度之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)曲線被劃分為5個(gè)區(qū)域，即1層流區(qū) 2臨界過渡區(qū)3紊流光滑區(qū)4紊流過渡區(qū)5紊流粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）。意義：尼古拉茲實(shí)驗(yàn)比較完整地反映了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，揭露了影響變化的主要因素，它對(duì)和斷面流速分布的測(cè)定，推導(dǎo)湍流的半經(jīng)驗(yàn)公式提供了可靠的依據(jù)。三、靜止流體中應(yīng)力特性描述說明應(yīng)力的方向沿作用面的內(nèi)法線方向 2.靜壓強(qiáng)的大小與作用面方位無關(guān)四、元流伯努利方程的物理意義和幾何意義，1. 物理意義：式Z+/g+U/2g=C中的前兩項(xiàng)z p的物理意義說明分別是單位重量流體，具有的位能和壓能，z+/g，是單位重量流體具有的總勢(shì)能， u /2g這是

6、單位重量流體具有的動(dòng)能。3項(xiàng)之和z+/g+U/2g，是單位重量流體具有的機(jī)械能，式Z+/g+U/2g=C，則表示無黏性流體的恒定流動(dòng)，沿同一元，流單位重量流體的機(jī)械能守恒，伯努利方程又稱為能量方程。2. 幾何意義，式Z+/g+U/2g=C各項(xiàng)的幾何意義是不同的幾何高度，z是位置高度又稱高度水頭或位置水頭，/g是測(cè)壓管高度又稱壓強(qiáng)水頭，兩項(xiàng)之和Hp=Z+/g是測(cè)壓管水頭，U/2g是流速高度又稱速度水頭，速度水頭也能夠直接測(cè)量，3項(xiàng)之和H=Z+/g+U/2g，稱為總水頭，式Z+/g+U/2g=C則表示無黏性流體的恒定流動(dòng)，沿同一元流各斷面的總水頭相等，總水頭線是水平線。五、 總流伯努利方程的物理和

7、幾何意義，同元流伯努利方程類似不需詳述，需注意的是方程的平均意義。z總流過流斷面上某點(diǎn)，（所取計(jì)算點(diǎn)），單位重量流體的位能，位置高度或高度水頭/g-總流過流斷面上某點(diǎn)（所取計(jì)算點(diǎn)）單位重量流體的壓能，測(cè)壓管高度或壓強(qiáng)水頭。v /2g總流過流斷面上單位重量流體的平均動(dòng)能，平均流速高度或速度水頭。Hw-總流兩斷面間單位重量流體平均的機(jī)械能損失。因?yàn)樗魅∵^流斷面是漸變流斷面，面上各點(diǎn)的勢(shì)能相等，即Z+/g是過流斷面上單位重量流體的平均勢(shì)能。而v /2g是過流斷面上單位重量流體的平均動(dòng)能故3項(xiàng)之和Z+/g+v /2g是過流斷面上單位重量流體的平均機(jī)械能，是4-19是能量守恒原理的總流表達(dá)式六、雷諾數(shù)的物理意義：關(guān)于雷諾數(shù)的物理意義如第五章，5.3所述，是以宏觀特征量表征的、質(zhì)點(diǎn)所受慣性力與黏性力之比。當(dāng)ReRec時(shí)，流動(dòng)受慣性作用控制流動(dòng)，轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?，正因?yàn)槔字Z數(shù)表征了流態(tài)決定性因素的對(duì)比，具有普遍意義，所以牛頓流體圓管流的臨界雷諾數(shù)Re=2300。七、層流：實(shí)驗(yàn)時(shí)保持水箱內(nèi)水位恒定，稍許開啟閥門B,使玻璃管內(nèi)保持較低流速。再打開閥門D,顏色水經(jīng)針管E流出。這時(shí)可見玻璃管內(nèi)的顏色水成一條界限分明的纖流與周圍清水不相混合。表明玻璃管中的水一層套著一層呈層狀流動(dòng)，各層質(zhì)點(diǎn)互不摻混，這種流動(dòng)狀